Газо-хроматографическое разделение веществ Разделение газов

Связь 1/д или с константой Генри и с теплотой адсорбции или растворения позволяет сделать целесообразный выбор неподвижной фазы для газо-хроматографического разделения различных по свойствам веществ. Для разделения легких газов, очевидно, надо резко увеличить значение величины К, а следовательно, и Q. Этого нельзя добиться при газо-жидкостной хроматографии, потому что теплоты растворения газов малы. Поэтому для разделения легких газов и паров низкокипящих жидкостей применяют газо-адсорбционную хроматографию, используя молекулярные сита (цеолиты), пористые стекла, силикагели, алюмогели, неполярные активные угли (в зависимости от природы раз деляемых газов и паров). Для разделения паров жидкостей, кипящих при температурах от комнатной до 200 °С, хорошие результаты дает газо-жидкостная хроматография, причем неподвижная жидкость выбирается в соответствии с природой разделяемых компонентов для разделения неполярных веществ применяют неполярные жидкости (различные парафиновые и силиконовые масла) для разделения полярных веществ применяют полярные жидкости, такие, как полиэтиленгликоль, различные сложные эфиры и т. п. Часто применяют последовательно включенные колонки с разными по природе неподвижными фазами, меняют также направление потока газа-носителя после выхода части компонентов. Увеличивая однородность поверхности путем укрупнения пор и регулируя адсорбционные свойства соответствующим химическим модифицированием поверхности твердых тел, удается применить для разделения среднекипящих и высококипящих компонентов газо-адсорбционную хроматографию, обладающую тем преимуществом, что неподвижная фаза нелетуча при высоких температурах. [c.568]

ГАЗО-ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ ВЕЩЕСТВ [c.114]

Так как для разных по геометрической или электронной структуре молекул значения констант Генри, по крайней мере при подходящей температуре, обязательно различаются (поскольку они связаны с энергией молекулярного взаимодействия, разной для разных молекул, см. стр. 487 сл.), то теория равновесной хроматографии в области изотермы распределения Генри приводит к выводу об обязательном газо-хроматографическом разделении любых компонентов. В действительности этому мешают, во-первых, как мы уже видели, отклонения изотермы распределения (адсорбции, растворения) от изотермы Генри и, во-вторых, как мы увидим в дальнейшем, диффузионные и кинетические факторы. Эти причины приводят к асимметричному искажению и размыванию хроматографической полосы, что ведет к наложению полос близких по свойствам веществ друг на друга и поэтому мешает четкому разделению компонентов. [c.557]

Результаты этих исследований и основные положения хроматографического разделения веществ были опубликованы М. С. Цветом в 1903 г., но не нашли в то время ирименения, а в дальнейшем были почти забыты. Только в 20—30-х годах текущего столетия к адсорбционному разделению веществ стал проявляться интерес в связи с необходимостью очистки воздуха от вредных примесей, изучением состава сложных смесей органических соединений и получением бензина из природных углеводородных газов. [c.220]

Для характеристики хроматографического разделения веществ предложены два критерия критерий селективности Кс и критерий селективности m2i = Га2/Га . Оба критерия связаны друг с другом следующим образом. Для газо-адсорбционной хроматографии [c.86]

Разделение обычно происходит в колонках, наполненных твердым пористым сорбентом, на который нанесена жидкая стационарная фаза. Проба паров анализируемых компонентов вводится в поток газа-носителя, который нерастворим в стационарной фазе. Во время прохождения анализируемых веществ вдоль неподвижной жидкой фазы между газовой и жидкой фазами многократно устанавливается равновесие, связанное с повторением процесса растворения и испарения. Вещества, лучше растворимые в стационарной фазе, удерживаются ею дольше. Таким образом, процесс разделения обусловлен различием в силах межмолекулярного взаимодействия анализируемых веществ с жидкой фазой. Из различных типов межмолекулярных сил наибольшее значение имеют дисперсионные ориентационные и донорно-акцепторные. Теория газо-хроматографического разделения тесно связана с теорией растворов и в настоящее время еще окончательно не разработана. Динамика поведения вещества, проходящего через колонку, обычно описывается на основе теории тарелок (по аналогии с процессом ректификации) и теории эффективной диффузии. Суть теории тарелок заключается в том, что хроматографическая колонка рассматривается как совокупность ряда последовательных небольших идеальных ступенек-тарелок, содержащих газовую и жидкую фазы. Предполагается, что в начальный момент вещество находится на первой тарелке, причем некоторая его доля q будет в газовой фазе, а доля р — в жидкой. Соотношение между q я р зависит от количества взятого вещества и константы равновесия. Входящий в колонку газ будет вытеснять находящуюся в газовой фазе долю вещества оставляя на предыдущей тарелке долю вещества р. Каждая доля вновь будет распределяться между фазами, но уже в двух [c.288]

Теория газо-хроматографического разделения еще не окончательно разработана. В настоящее время поведение вещества, проходящего через колонку, обычно описывается на основе теории тарелок или теории эффективной диффузии. [c.138]

Принцип хроматографического разделения веществ может осуществляться различными способами. Наибольшее распространение получил проявительный (элюентный) метод. Этот метод считается лучшим для аналитических целей, тогда как два других метода, фронтальный и вытеснительный, пригодны для очистки веществ и препаративного выделения газов. Проявительный метод впервые был использован Цветом (1903). В газовой хроматографии его применила впервые Кремер (1950). Метод заключается в следующем. Подвижная фаза с постоянной скоростью протекает через колонку. Для каждого анализа незначительное количество подлежащей разделению пробы вводится в подвижную фазу перед входом в колонку в виде небольшой пробки вещества. В колонке отдельные компоненты неодинаково долго удерживаются неподвижной фазой. Благодаря этому они продвигаются по колонке медленнее, чем подвижная фаза, и с различными скоростями. Поэтому первоначальная пробка постепенно расщепляется на несколько зон. За данное время компоненты проходят различные по высоте участки колонки (рис. 2). [c.15]

Как следует из уравнений ван Деемтера — Джонса и Голея, коэффициент диффузии в случае разделения веществ в газе-носителе является основным хроматографическим фактором — фактором, определяющим величины членов а и С д. [c.474]

При проведении хроматографического разделения в потоке паровых элюентов удается успешно разделять сильнополярные и Малолетучие вещества, анализ которых затруднен при использовании обычных газов-носителей. Наиболее часто в качестве парообразующего агента применяют воду, хотя описано использование и других веществ, таких как сероуглерод, муравьиная кислота и др. [48]. [c.188]

Помимо чисто научного интереса фазовое поведение в сверхкритических условиях имеет значение при разработке условий хранения нефти и природного газа в резервуарах, эксплуатации реакторов, хроматографического разделения веществ с малыми скоростями перемещения или с низкой термостойкостью, опреснения воды, а также условий разделения вообще. Некоторые из этих вопросов были рассмотрены в разд. 8.6. Основные принципы и ряд примеров практического применения этих технологических процессов описаны в недавно опубли- [c.465]

На четкость хроматографического разделения веществ влияет плотность набивки, от которой зависит гидравлическое сопротивление и доля свободного объема колонки. Универсальных рецептов нет. Плотность набивки должна быть такой, чтобы при оптимальной скорости потока газа-носителя давление на выходе было не слишком велико. Особое внимание необходимо уделять равномерности заполнения. [c.48]

Существуют две основные принципиально различные схемы хроматографического анализа. Первая, которой в наибольшей степени соответствует термин элюентная, соответствует случаю, когда после хроматографического разделения по элюентной схеме последующее определение разделенных веществ осуществляется в потоке элюата, выходящего из колонки. Чтобы не вносить дополнительной терминологической путаницы, эта схема хроматографического анализа в дальнейшем будет рассматриваться как традиционная. Вторая схема — хроматографическое разделение с определением разделенных веществ непосредственно в хроматографической колонке или в плоском слое. Наибольшее распространение нашла первая схема, причем на начальном этапе развития хроматографии стадии разделения и послед)тощего определения веществ были разнесены во времени и в пространстве. Для определения каждого из выделенных компонентов мог применяться свой метод определения в отдельных фракциях элюата, но при этом хроматографический анализ был лишен своих основных достоинств — универсальности и экспрессности. Качественным скачком в развитии аналитической хроматографии явилось создание газового хроматографа, в котором были совмещены принципы хроматографического разделения и неселективного детектирования разделенных веществ непосредственно в потоке подвижной газовой фазы, называемой газом-носителем. Подобно тому, как создание газового хроматографа привело к появлению первого важнейшего раздела в науке о хроматографических методах анализа — газовой хроматографии, решение проблемы непрерывного детектирования веществ в потоках жидких фаз способствовало появлению и развитию второго аналитического направления — жидкостной хроматографии. [c.180]

Идеального носителя для распределительной хроматографии не существует. Поэтому ассортимент веществ, используемых в качестве носителей, очень разнообразен они в той или иной мере отвечают упомянутым выще требованиям. Следует отметить, что в экстракционной хроматографии неорганических соединений требования к качеству носителей являются в большинстве случаев менее жесткими, чем в распределительной хроматографии органических веществ (газо-жидкостной или жидкостной). Это связано с тем, что органические соединения, подвергаемые разделению, обычно имеют очень близкие коэффициенты распределения, так что все свойства носителя, влияющие на ширину хроматографических пиков (т. е. на высоту теоретической тарелки), приобретают решающее значение для разделения. В экстракционной хроматографии неорганических веществ разделение близких по свойствам веществ проводится не так часто (такими примерами могут служить разделение редкоземельных элементов, разделение америция и кюрия, а также разделение изотопов одного элемента). В большинстве случаев можно подобрать условия разделения таким образом, чтобы разница в коэффициентах распределения была достаточно велика. Тогда разделение производят по принципу сорбционного фильтра один элемент проходит через хроматографическую колонку не поглощаясь, а второй количественно задерживается на колонке. Для таких разделений с одинаковым успехом можно применять любые носители, удерживающие достаточное количество соответствующего экстрагента. [c.184]

Газо-жидкостная хроматография является современным и очень многообещающим методом хроматографического разделения. Неподвижной фазой в ней служит высококипящая органическая жидкость, нанесенная на инертный носитель (шамотный порошок, кизельгур), которая находится в нагреваемой разделительной колонке. Подвижной фазой служит газ (водород, азот, гелий и др.). Разделяемую смесь веществ вводят в колонку в начале хроматографирования с током газа. Этим методом достигают чрезвычайно высокой степени разделения (до нескольких тысяч теоретических ступеней разделения ). [c.80]

Плотность набивки. На четкость хроматографического разделения веществ влияет также плотность набивки, от которой зависят доля свободного объема колонки и ее гидравлическое сопротивление. Ввиду того что твердые носители различных сортов существенно различаются, невозможно дать универсальные рекомендации по плотности набивки. Она должна быть такой, чтобы при оптимальной скорости потока газа-носителя давление на входе было не слишком велико. [c.112]

Авторами работ [31, 32] проводились исследования хроматографического разделения веществ при давлении водяного пара в колонке от атмосферного до 0,7—0,8 МПа. Повышение давления способствовало как ускорению анализа, так и получению более симметричных пиков полярных сорбатов (рис. IV.2). Применение пониженных давлений в сочетании с использованием водяного пара [33] не дает преимуществ по сравнению с работой с обычными газами-носителями. [c.77]

При выполнении газо-хроматографических исследований компоненты смеси разделяются в колонках хроматографа, температура которых может быть постоянной или изменяющейся. В связи с этим различают изотермическую газовую хроматографию (разделение веществ происходит при постоянной температуре) и газовую хроматографию с программированием температуры (разделение веществ происходит при постоянном или скачкообразном изменении температуры по всей длине колонки). [c.51]

Разделение веществ методом газо-жидкостной хроматографии проводится в газовых хроматографах, одной из составных частей которых является колонка, заполненная твердым носителем, пропитанным неподвижной жидкой фазой. Разделяемые вещества после введения в хроматограф движутся вдоль хроматографической колонки в потоке газа-носителя. [c.51]

Силикагель — высушенный и измельченный (или гранулированный) гель кремниевых кислот — прекрасный адсорбент с высокоразвитой поверхностью. Твердые стекловидные зерна силикагеля используют для сорбции газов и паров, для очистки органических растворителей и хроматографического разделения веществ. Совместная конденсация водных растворов кремниевой кислоты и гидроокиси алюминия приводит к образованию трехмерного сополимера — алюмосиликагеля, тоже используемого в хроматографии. [c.150]

Сравнение метода охлаждаемых ловушек (рис. 15, а) с методом растворителей (рис. 15, б) и методом газовых кювет (рис. 15, в) ясно показывает, что при прямой комбинации газо хроматографического разделения с методом подготовки проб для инфракрасной спектроскопии получают на 30—40% лучшие выходы и лучшую воспроизводимость результатов (Экниг, Кригсман и Ротцше, 1964). При применении растворителей или газовых кювет экономят соответственно и вещество и время. [c.260]

Классические хроматографические методы, которые известны уже в течение нескольких десятилетий,— хроматография на колонке с окисью алюминия (Цвет, 1906 г. Кан, Винтерштейн и Ледерер, 1931 г.), хроматография на бумаге (Мартин и Синг, 1941 г.) — основаны на принципе распределения компонентов смесей между подвижной и неподвижной фазами. Последней при адсорбционной хроматографии является активная поверхность твердого адсорбента, а при распределительной хроматографии — тонкая пленка жидкости, удерживаемая твердым носителем и ограниченно смешивающаяся с подвижной фазой. Разновидность распределительной хроматографии, при которой подвижной фазой является газ, называется газовой хроматографией [134а]. Этот метод пригоден для разделения газов, а также жидких или твердых веществ, которые могут быть превращены в пары без разложения. В зависимости от системы, в которой проводится разделение, различают две принципиальные разновидности газовой хроматографии хроматографию в системе газ — твердое вещество (адсорбционная газовая хроматография) и хроматографию в системе газ — жидкость (газо-жидкостная хроматография). В первом случае разделение происходит за счет адсорбции веществ на активной поверхности твердого адсорбента, во втором — за счет их растворения в тонкой пленке нелетучей жидкости с достаточно большой поверхностью. Практически далеко не всегда можно провести четкую грань между обоими принципами разделения. Так, при хроматографии в системе газ — адсорбент пленка адсорбированного вещества может иметь такие свойства, что на некоторых этапах работы возникают условия для хроматографии в системе газ — жидкость. Вследствие этого происходит дезактивации- некоторых активных центров адсорбента, которую иногда вызывают умышленно [74—76]. С другой стороны, при хроматографии в системе газ — жидкость носитель, на котором закреплена жидкая фаза, может обладать и некоторыми адсорб-цйонными свойствами. Это, как правило, мешает разделению и поэтому нежелательно. [c.487]

Так как полиароматические гели почти не адсорбируют полярные соедин ния, их рекомендуют для разделения сильнополярных веществ воды, спирто гликолей, свободных жирных кислот, аминов, эфиров, альдегидов, кетонов, также низкомолекулярных алифатических, ароматических и хлорированнь углеводородов, а также серусодержащих соединений н других веществ. Вод как правило, при хроматографировании газов выходит раньше других вещест что особенно благоприятно для газо-хроматографического анализа веществ i водных растворов. Полиароматические гели используются также для определ ния фракционного состава полимеров (по МВ). Специальные хлорметилированн полиароматические смолы, расположенные в конце данной таблицы, предназн чены для синтеза пептидов в твердой фазе (по Меррифилду и др.). [c.172]

Процесс хроматографического разделения в колонке связан с распределением разделяемых веществ между разными фазами. Разделение обусловлено различной скоростью перемещения отдельных соединений. Диффузионное уширение зон в процессе перемещения приводит к их размыванию. Скорость перемещения явля--ется функцией линейной скорости газа-носителя и условий установления равновесия (т. е. константы распреде- [c.18]

При аналитической ректификации на достаточно эффективной колонне можно успешно разделить большую часть фенолов, кроме особо близко кипящих. Между собой фенолы не образуюг азеотропных смесей и поэтому принципиальные ограничения длят ректификации смеси фенолов не существуют. Узкие фракции фенолов подвергаются хроматографическому разделению при использовании газо-жидкостной хроматографии с препаративной приставкой. В этом случае снимаются инфракрасные спектры веществ, отвечающих отдельным пикам. Эффективно также использование хроматографов, объединенных с масс-спектрометра- ми. В этом случае идентификация отдельных фенолов осуществляется по сопоставлению времени выхода фенола и его масс-спектра. [c.59]

Для хроматографического разделения веществ выбор величины удельной поверхности и размеров пор зависит от свойств разделяемых молекул для низших углеводородов нужна большая поверхность и более узкие поры, для высших—низкая поверхность и широкие поры. Хорошее разделение неполярных газов, которые адсорбируются в основном благодаря неспецифическим дитер-сионным взаимодействиям, достигается в случае тонкопористых силикагелей со средним диаметром пор не более 20А. Для разделения легких углеводородов пригодны силикагели диаметром пор от 50 до 200А. Силикагели, у которых средний размер пор больше 500А, можно использовать для газохроматографического разделения жидких смесей, в частности углеводородов. Макропористые силикагели с низкой удельной поверхностью -могут найти широкое применение как носители неподвижных жидких и твердых фаз в газовой хроматографии, в катализе, при адсорбции высокомолекулярных соединений и полимеров из растворов [16]. [c.7]

Газо-хроматографическое разделение спиртов было проведено па различных веществах, использованных в качестве неподвижных жидких фаз. К ним относятся полиэтиленгликоли, дифенилбензил, парафиновые и минеральные масла [4, 5]. Однако при наличии в анализируемых смесях значительных количеств воды анализ вызывает затруднения. Вода появляется на [c.207]

Влияние природы газа-носителя на хроматографическое разделение веществ до настоящего времени изучено недостаточно. Обычно в качестве газа-носителя используют азот или воздух [1—10]. За последние годы в качестве газов-носителей стали употреблять водород [И—12] и гелий [13—14], поскольку они позволяют увеличить точность хроматографического анализа за счет повышения чувствительности фиксирующего прибора по теплопроводности. Используя в качестве газов-носителей азот и гелий, Виземан [14] обратил внимание на то, что ширина выходных кривых гтилацетата и изобутилового спирта больше при употреблении тока гелия и меньше при употреблении тока азота, но теоретически обосновать это положение автор затруднялся. [c.260]

Важным в практическом отнощении примером явилось применение газовой хроматографии для анализа ацетилена и его производных в смеси с высокояолярными веществами — водой и аммиаком. В ходе разработки метода производственного контроля способа получения изопрена из ацетилена и ацетона [10] было осуществлено газо-хроматографическое разделение содержащих ацетон смесей ацетилена с аммиаком, а также водных смесей продуктов селективного гидрирования диметилэтинилкарбинола (рис. 5). При этом были использованы колонки с нолиэтиленгликолем, нанесенным на хлористый натрий [11]. Гидрофобный характер поверхности и низкая адсорбционная способность хлористого натрия обеспечили малое зремя удерживания и удобную для количественной оценки форму пиков воды и аммиака. Химически инертность Na l позволила применить колонки [c.282]

Если выделение хроматографически разделенных веществ из их смеси с газом-носителем сопровождается образованием тумана, то этого можно избежать с помощью чисто термических методов. В основе всех этих методов лежит уравнение (4.2), и все они связаны с поддержанием молекул улавливаемого вещества в перегретом состоянии вплоть до их окончательного контакта со стенкми сосуда. [c.163]

Газо-жидкостный хроматографический анализ осуществляют преимущественно в виде проявительиого варианта. Для разделения веществ этим способом используют колонки, заполненные неподвижной фазой — твердым инертным адсорбентом-носителем. На твердый носитель наносят тонким слоем жидкую нелетучую фазу. Носитель не должен адсорбировать анализируемые вещества сквозь пленку нанесенной жидкости. Таким образом, он не участвует непосредственно в сорбционном процессе, а служит для создания большой поверхности неподвижной жидкой фазы. Разделение компонентов, следовательно, зависит от растворимости в неподвижной фазе, а не от адсорбционных свойств. Исследуемые вещества вводят в колонку, которую продувают газом-носителем (СОг, N2, Нг, Аг, Не), свободным от кислорода и примесей, не адсорбируемым и не растворимым неподвижной фазой. Таким образом, газ выполняет функцию подвижной фазы. В процессе хроматографии устанавливают постоянную скорость потока газа 0,3—10 л/час. Разделение смеси происходит при его движении по колонке. Компоненты смеси выделяются из колонки вместе с газом-носи-телем в порядке возрастания температуры кипения вещества или увеличения склонности к образованию водородной связи с жидкой фазой. Обнаружение и определение концентрации выделяющихся веществ [c.56]

Описанные выше закономерности разделения веществ методом газо-жидкостной хроматографии в общих чертах дают представление о сущности процессов, происходящих в колонках хроматографа. Однако в реальных условиях возможны отклонения от этих закономерностей. Одной из причин, вызываюпщх такие отклонения, является диффузия (взаимное проникновение) газов. Кроме движения молекул разделяемых веществ в направлении потока газа-носителя, часть этих молекул может двигаться навстречу потоку (продольная диффузия), проникать в поры твердого носителя и т. д. Существуют и другие причины, оказывающие влияние на разделение веществ в хроматографической колонке, некоторые из них трудно поддаются учету. [c.64]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология